大学物理课件6光的偏振.pptVIP

例1. 例2. 例3. 例4 例5. 两个偏振片组成结构，在它们偏振化方 向成30o角时，观测一束自然光；又在60o角时，观测另一束自然光。两次测得透射光强度相同，求两束自然光强度。 解： 设两束自然光强度是I1、I2 透射光强度是： ，则 求：透射光强 偏振片，透射光强为 ，若这两个偏振片之间再插入另一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成 角。 使自然光通过两个偏振化方向成 角 透射光强为： 解： 令其通过旋转着的偏振片，若测得出射光的最大光强为 ，最小光强为 ，则混合光中偏振光和自然光的强度各为多少？ 一束混合光包含线偏振光和自然光， 解： * 16.1 自然光和偏振光 在垂直于传播方向平面内，光矢量的振动状态（端点轨迹），称为光的偏振态; 振动方向与传播方向构成平面，称为振动面。 E 播 传 方 向 振 动 面 一、偏振光（polarized light) 光矢量端点轨迹随时间变化轨迹是确定 的，称为偏振光。 1. 线偏振光（linearly polarized light） 光矢量只沿一个固定方向振动，这种光 称为线偏振光，也称为平面偏振光。 · 面对光的传播方向看 线偏振光可沿两个相 互垂直的方向分解 E Ey Ex y x ? 表示法： · · · · · 光振动垂直板面 光振动平行板面 圆偏 振光 椭圆 偏振光 0 y y x z 传播方向 ? /2 x 某时刻圆偏振光 E随 z 的变化 E 2. 圆偏振光（circularly polarized light） 椭圆偏振光（ellipticly polarized light） 为某个确定值的线偏振光的合成。 右旋圆偏振光的合成。 圆和椭圆偏振光可看成是两束频率相同、 传播方向一致、 振动方向相互垂直、 相位差 线偏振光则可以看成是两束频率相同、 相位相同、 振幅相同、 传播方向亦相同的 左、 相位差? /2或3? /2 x y y x · ? ? x，y 振幅相同， 相位差不等于 0， 和 2? ? /2，?， 3? /2 二、 自然光（natural light） 垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。 没有优势方向 一束自然光可分解为两束振动方向相互 · · · 光矢量 取向是杂乱无章的、对于光的传播方向是对称分布的, 称为自然光。 表示法： 自然光的分解 非相干 三、部分偏振光 表示法： 部分偏振光可看成 自然光和线偏振光混合 分解 非相干 平行板面的光振动较强 · · · · · · · · 垂直板面的光振动较强 部分偏振光可以分解如下： 光矢量沿某一方向振动比其它方向占优势，称为部分偏振光。 16.2 偏振片起偏与检偏 马吕斯定律 一、偏振片（ Polaroid） 原理：利用“二向色性”晶体制成。 　允许通过光振 动的方向称为偏振 化方向，即透光轴。 线偏振光的起偏： 自然光 入射时 非偏振光I0 线偏振光 I P 偏振化方向 （通光方向） · · · 二、马吕斯定律（Malus law） 偏振光Io 自然光 偏振光I P(N) P(M) M:起偏器 N:检偏器 Io 与 I 关系： ——马吕斯定律 透射光最大 透射光为零 A0 sina M o N a A0 A0 cosa 三、线偏振光的检偏 I ? P 待检光 若 I 不变 若 I 变 有消光 若 I 变 无消光 或由线偏振光与自然光混合而成的部 设入射光可能是 旋转 自然光或线偏振光 分偏振光 线偏 自然 部分 四、偏振片的应用 ▲ 作为照相机的滤光镜，可以滤掉不必 要的反射光。 ▲ 制成偏光眼镜，可观看立体电影。 ▲ 若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装 上偏振片，可以避免汽车会车时灯光 的晃眼。 ▲ 作为许多光学仪器中的起偏和检偏装 置。 与地面成45?角、且向同一方向倾斜 怎样装? 立体电影 16.3 反射、折射偏振 布儒斯特定律 一、反射起偏 布儒斯特定律 [2]当取某一入射角 i0 时，反射光是光振动垂直于入射面的线偏振光，折射光为部分偏振光。 i0 称为布儒斯特角（起偏角）。 反射光垂直入射面分量(S)比例大 折射光平行入射面分量(P)比例大 [1]自然光反射和折射后成为部分偏振光, 偏振化程度与入射角有关。 · · · · · · · n1 n2 i i r · · S 分量 P 分量 i0 n1 n2 r ——布儒斯特定律 此时有：i0+r = 90o 二、折射起偏　玻璃片堆 利用玻璃片堆使折射光趋近与P偏振光 用玻璃片堆能增强反射偏振光的强度 · · · · · · · · · · ·